基于PID的水温控制系统设计摘要本次设计采用proteus仿真软件,以AT89C51单片机做为主控单元,运用PID控制算法,仿真实现了一个恒温控制系统。设计中使用温度传感器DS18B20采集实时温度,不需要复杂的信号调理电路和A/D转换电路,能直接与单片机完成数据的采集和处理,使用PID算法控制加热炉仿真模型进行温度控制,总体实现了一个恒温控制仿真系统。系统设计中包含硬件设计和软件设计两部分,硬件设计包含显示模块、按键模块、温度采集模块、温度加热模块。软件设计的部分,采用分层模块化设计,主要有:键盘扫描、按键处理程序、液晶显示程序、继电器控制程序、温度信号处理程序。另外以AT89C51单片机为控制核心,利用PID控制算法提高了水温的控制精度,使用PID控制算法实施自动控制系统,具有控制参数精度高、反映速度快和稳定性好的特点。关键词:proteus仿真,PID,AT89C51,DS18B20温度控制目录1系统总体设计方案论证..........................................................................................................11.1设计要求.........................................................................................................................11.2总体设计方案.................................................................................................................22系统的硬件设计......................................................................................................................32.1系统硬件构成概述.........................................................................................................32.2各单元总体说明.............................................................................................................42.3按键单元.........................................................................................................................52.4LCD液晶显示单元.........................................................................................................62.5温度测试单元.................................................................................................................72.6温度控制器件单元.........................................................................................................83恒温控制算法研究(PID)...............................................Error:Referencesourcenotfound3.1PID控制器的设计..........................................................................................................83.2PID算法的流程实现方法与具体程序........................................................................114系统的软件设计....................................................................................................................154.1统软件设计概述...........................................................................................................154.2系统软件程序流程及程序流程图...............................................................................164.3温度数据显示模块分析...............................................................................................174.4测试分析.......................................................................................................................195模拟仿真结果.....................................................................Error:Referencesourcenotfound1系统总体设计方案论证1.1设计要求一种基于数字PID和单片机的温度控制系统设计。要求如下:1、超调量≤10%2、温度可调,范围;K1=50度K2=60度K3=70度K4=80度3、人—机对话方便4、温度误差≤±1℃1.2总体设计方案在仿真设计中,先通过按键设置温度,然后...